專利名稱：永磁電機專用調(diào)速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電機調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種永磁電機專用調(diào)速系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，以節(jié)能為目的應(yīng)用異步啟動工頻運行的永磁同步電機代替異步電機的方案，得到油田管理部門的認(rèn)可。在稠油區(qū)塊，由變頻器控制的普通永磁電機也能較好的滿足工況需要，但普通永磁電機是依據(jù)工頻運行要求而設(shè)計的，且僅工作在調(diào)速模式下，這在現(xiàn)代永磁控制理論不斷成熟和變頻器硬件水平不斷提高的情況下，大大限制了電機和變頻器潛能的發(fā)揮。油田采油柱塞式抽油泵地面電機驅(qū)動系統(tǒng)大致分游梁式抽油機和以鏈條式為代表的無游梁抽油機。游梁式抽油機在一個沖程中光桿的配重總是不均勻的，這一方面在行程中間產(chǎn)生一個峰谷疊加力矩，工程上稱為慣性載荷。慣性載荷最終使懸點最大載荷增加， 最小載荷減小，因而使抽油桿和抽油機受力條件惡化，更容易損壞。最早是采用超高滑差電機，利用電機本身的機械軟特性解決這個問題，但該型號電機轉(zhuǎn)子損耗大阻礙了它的推廣應(yīng)用；另一方面，在每個沖程的上下兩個拐點處，由于配重而產(chǎn)生發(fā)電問題。工頻運行的同步電機或異步電機，發(fā)電產(chǎn)生的能量很容易流回電網(wǎng)，這除了會對電機效率有較小影響外無其它安全運行問題。而當(dāng)今采用PWM控制的變頻控制技術(shù)，發(fā)電能量只能流回直流母線， 造成直流母線電壓升高，損壞電子元器件。若增加能量回饋單元，雖然能解決發(fā)電問題，但昂貴的四像限變頻系統(tǒng)，工程上不宜采用；若采用能量制動單元，會增加系統(tǒng)的硬件成本， 也對系統(tǒng)的節(jié)能不利。以鏈條式為代表的無游梁抽油機也存在類似的發(fā)電問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種永磁電機專用調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)力矩與速度的柔性控制，減小系統(tǒng)慣性沖擊載荷，很好的解決PWM控制器發(fā)電問題造成的危害。其技術(shù)方案是包括DSP控制核心芯片、電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路、故障保護(hù)電路、數(shù)字量及模擬量輸入電路、數(shù)字量及模擬量輸出電路、通訊接口電路、 溫度I/O接口電路、制動電路、驅(qū)動電路和人機對話界面。所述電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路、故障保護(hù)電路、數(shù)字量及模擬量輸入電路、數(shù)字量及模擬量輸出電路、通訊接口電路、溫度I/O接口電路、制動電路及驅(qū)動電路均通過數(shù)字模擬量輸入輸出管腳與 DSP控制核心芯片相連接，所述DSP控制核心芯片還與人機對話界面相連接。其中，所述DSP控制核心芯片選用TI公司的TMS320F28232芯片。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低廉的優(yōu)點。其能實現(xiàn)柔性控制，減小系統(tǒng)慣性沖擊載荷，以降低對光桿施加力矩的沖擊，延長光桿使用壽命；而且能方便的調(diào)節(jié)沖次，很好的通過軟件解決系統(tǒng)的發(fā)電問題，使硬件結(jié)構(gòu)更簡單同時減少了系統(tǒng)成本。
圖1是本實用新型一種實施例的電路結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施方式
參照圖1，一種永磁電機專用調(diào)速系統(tǒng)，包括DSP控制核心芯片1、電壓采樣電路2、 電流采樣電路3、溫度采樣電路4、故障保護(hù)電路5、數(shù)字量及模擬量輸入電路6、數(shù)字量及模擬量輸出電路7、通訊接口電路8、溫度I/O接口電路9、制動電路10、驅(qū)動電路11和人機對話界面12。所述電壓采樣電路2、電流采樣電路3、溫度采樣電路4、故障保護(hù)電路5、數(shù)字量及模擬量輸入電路6、數(shù)字量及模擬量輸出電路7、通訊接口電路8、溫度I/O接口電路9、制動電路10及驅(qū)動電路11均通過數(shù)字模擬量輸入輸出管腳與DSP控制核心芯片1相連接， 所述DSP控制核心芯片1還與人機對話界面12相連接。其中，所述DSP控制核心芯片1選用TI公司的TMS320F28232芯片，其內(nèi)需要寫入專用程序。在圖1中，DSP控制核心芯片1通過電壓采樣電路2和電流采樣電路3獲得電機的實際運行情況，再通過專用程序的計算和處理，最后由驅(qū)動電路11實現(xiàn)對電機的有效控制，從而達(dá)到最終期望的控制目標(biāo)。溫度采樣電路4用來采集模塊溫度，了解運行溫度并防止本裝置過溫；溫度I/O接口電路9是通過連接埋在電機線圈內(nèi)部的溫度開關(guān)來控制電機啟停，從而防止電機過溫；故障保護(hù)電路5在本裝置和電機發(fā)生故障時起到保護(hù)作用；數(shù)字量及模擬量輸入電路6及數(shù)字量及模擬量輸出電路7用來實現(xiàn)外部信號和控制系統(tǒng)的組合控制；人機對話界面12和通訊接口電路8用來讀取運行參數(shù)和實現(xiàn)對控制器的調(diào)參。制動電路10實現(xiàn)系統(tǒng)的過壓制動。
權(quán)利要求1.一種永磁電機專用調(diào)速系統(tǒng)，包括DSP控制核心芯片、電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路、故障保護(hù)電路、數(shù)字量及模擬量輸入電路、數(shù)字量及模擬量輸出電路、通訊接口電路、溫度I/O接口電路、制動電路、驅(qū)動電路和人機對話界面，其特征在于所述電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路、故障保護(hù)電路、數(shù)字量及模擬量輸入電路、數(shù)字量及模擬量輸出電路、通訊接口電路、溫度I/O接口電路、制動電路及驅(qū)動電路均通過數(shù)字模擬量輸入輸出管腳與DSP控制核心芯片相連接，所述DSP控制核心芯片還與人機對話界面相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電機專用調(diào)速系統(tǒng)，其特征在于所述DSP控制核心芯片選用TI公司的TMS320F28232芯片。
專利摘要一種永磁電機專用調(diào)速系統(tǒng)，包括DSP控制核心芯片、電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路、故障保護(hù)電路、數(shù)字量及模擬量輸入電路、數(shù)字量及模擬量輸出電路、通訊接口電路、溫度I/O接口電路、制動電路、驅(qū)動電路和人機對話界面。電壓采樣電路、電流采樣電路、溫度采樣電路、故障保護(hù)電路、數(shù)字量及模擬量輸入電路、數(shù)字量及模擬量輸出電路、通訊接口電路、溫度I/O接口電路、制動電路及驅(qū)動電路均通過數(shù)字模擬量輸入輸出管腳與DSP控制核心芯片相連接，DSP控制核心芯片還與人機對話界面相連接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低廉的優(yōu)點。其能實現(xiàn)柔性控制，減小系統(tǒng)慣性沖擊載荷，以降低對光桿施加力矩的沖擊，延長光桿使用壽命。
文檔編號H02P6/00GK202340200SQ20112050067
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者劉軍, 吳智峰, 張海峰, 朱永全, 李殿彬, 李洪波, 程立明, 黃長衛(wèi) 申請人:勝利油田勝利電器有限責(zé)任公司